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第1章 绪论及流体力学的历史 1

1.1 绪论 1

1.1.1 学习流体力学的必要性 1

1.1.2 学习流体力学所需的基础 6

1.2 艺术家眼里的流体力学 6

1.3 流体力学的研究历史与人物 9

1.3.1 古希腊人对流体力学的贡献 9

1.3.2 都江堰和古罗马引水渠 10

1.3.3 达·芬奇对湍流的描述 12

1.3.4 中国的火药发明和万户飞天 13

1.3.5 伽利略和牛顿 14

1.3.6 流体动力学的确立 14

1.3.7 波尔茨曼和爱因斯坦 15

1.3.8 雷诺的湍流实验 16

1.3.9 普朗特、冯卡门、钱学森 17

1.4 微纳米MEMS技术可能是解决流体力学难题的钥匙 19

1.5 技术进步促进流体力学发展 19

参考文献 21

第2章 生命科学与医疗技术中的流体科学 23

2.1 心血管疾病相关的流体科学 23

2.1.1 血液流变性 23

2.1.2 血液循环流动 25

2.1.3 心血管疾病与防治 33

2.2 人体损伤与防护中的流体科学 38

2.2.1 冲击波损伤 38

2.2.2 高压水枪损伤 38

2.2.3 油锅起火与飞溅灼伤 40

2.3 医疗技术中的流体科学 41

2.3.1 超声波治疗 41

2.3.2 体外冲击波碎石 42

2.3.3 注射治疗 43

2.3.4 水刀手术 44

2.4 与人体血压有关的一个故事 45

参考文献 47

第3章 自然界的流体科学 50

3.1 自然现象中的流体科学 50

3.1.1 海啸 50

3.1.2 风暴 53

3.1.3 结语 58

3.2 生物界的流体科学 58

3.2.1 飞行生物 58

3.2.2 游动生物 65

3.2.3 能够在水面上行走的生物 67

3.2.4 鸟类冲击入水捕鱼和射水鱼捕食 70

3.3 结语 71

参考文献 72

第4章 国防军事领域中的流体力学 78

4.1 航空航天飞行器的空气动力学 78

4.1.1 空气、声速和马赫数 80

4.1.2 飞机的空气动力学 86

4.2 舰船的推进与静音问题 97

4.2.1 螺旋桨推进原理 99

4.2.2 螺旋桨空化及空化噪声 100

4.2.3 潜艇综合噪声控制 102

4.3 武器发射、爆炸和冲击时的激波 104

4.4 水中兵器的水动力学问题 106

参考文献 111

第5章 体育运动中的流体力学 113

5.1 球类运动 114

5.1.1 足球中的任意球 114

5.1.2 排球中的飘球 116

5.1.3 麻脸的高尔夫球 119

5.2 标枪 121

5.3 自行车运动 126

5.4 游泳运动 129

5.5 水上项目——赛艇和皮划艇 131

5.6 结语 133

参考文献 134

第6章 海洋工程、动力工程与环保中的流体力学 136

6.1 海洋工程中的流体力学 136

6.1.1 洋流 136

6.1.2 海上平台 138

6.1.3 海洋工程结构的气蚀 141

6.2 动力工程中的流体力学 143

6.2.1 燃气轮机气膜冷却 143

6.2.2 动力系统测量技术中的流体力学问题 148

6.3 环保领域的流体力学 153

6.3.1 大气污染的控制 153

6.3.2 水污染的控制 156

参考文献 157